用于管理电容器系统的劣化状态的系统和方法技术方案

本公开内容提供用于管理电容器系统的系统、方法和设备。一方面，能量存储系统包括：电容器系统、充电电路、和控制器。该电容器系统包括一个或多个电容器。该充电电路被配置为将电容器系统充电到第一目标电压。该控制器被配置为检测第一条件并响应于所述第一条件被编程以指示充电电路将电容器系统充电到小于该第一目标电压的第二目标电压。该控制器被编程为提供电容器系统正操作在劣化状态下的通知。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2011年11月15日提交的题为“SYSTEM AND METHODS FOR MANAGINGA DEGRADED STATE OF A CAPACITOR SYSTEM”的美国临时专利申请号61/560，221 和于2011年 11 月 15 日提交的题为“SYSTEM AND METHODS FOR CONTROLLING VOLTAGE IN A CAPACITORSYSTEM WITH RESPECT TO TEMPERATURE”的美国临时专利申请号61/560，227的优先权。这些先前申请的公开内容被认为本申请的一部分并且通过引用将其全部内容并入本文。
本公开内容一般涉及用于管理能量存储系统(诸如电容器系统)的系统和方法。更具体地，本公开内容涉及在劣化状态下操作电容器系统。
技术介绍
已知有许多不同类型的能量存储系统，诸如包括电池或电容器的系统。这种传统的能量存储系统可被实施以向其它系统(诸如商用卡车中的启动电机)提供电力。拥有和操作这些系统是昂贵的，并且因此，有利的是减少由于故障事件而可能发生的停机时间，这些故障事件的发生与能量存储系统有关。 然而，当这种故障事件发生时，传统的能量存储系统一般会变得完全不可操作，这反过来又使得由能量存储系统供电的装置停用。
技术实现思路
本公开的系统、方法和装置各具有一些创新方面，其单独一个均可仅负责本文所公开内容的期望属性。 本公开中所描述的主题的一个创新方面可被实施成一种能量存储系统，包括:电容器系统、充电电路和控制器。电容器系统包括一个或多个电容器。充电电路被配置为将电容器系统充电到第一目标电压。控制器被配置为检测第一条件并响应于第一条件被编程以指示充电电路将电容器系统充电到小于第一目标电压的第二目标电压。控制器提供电容器系统正操作在劣化状态下的通知。 本公开中所描述的主题的另一个创新方面可被实施成一种操作基于电容器的能量存储系统的方法。方法包括:提供控制器和包括至少一个电容器的电容器系统。方法包括:利用充电电路将电容器系统中的至少一个电容器充电到第一目标电压。方法包括:利用控制器检测电容器系统的条件。方法包括:基于条件确定是否将电容器系统置于劣化状态下。方法包括响应于条件将至少一个电容器的电荷降低到第二目标电压。方法包括提供至少一个电容器被充电到第二目标电压的通知。 本公开中所描述的主题的另一个创新方面可被实施成包括电容器系统、充电装置、检测装置、电荷降低装置和通知装置的能量存储系统。电容器系统包括一个或多个电容器。充电装置用于将电容器系统中的至少一个电容器充电到第一目标电压。检测装置利用控制器检测反映所述电容器系统的劣化状态的条件。电荷降低装置用于响应于条件将至少一个电容器的电荷降低到第二操作电压。通知装置用于提供至少一个电容器被充电到第二操作电压的通知。 本公开中所描述的主题的另一个创新方面可被实施成包括电容器系统、充电电路和控制器的能量存储系统。电容器系统包括一个或多个电容器。电路被配置为将电容器系统充电到第一目标电压。控制器被配置为检测电容器系统的温度条件。控制器被编程以在所检测的温度条件在较高温度条件和较低温度条件之间时将电容器系统充电到随温度变化的第二目标电压。 本公开中所描述的主题的一个或多个实施的细节阐述于附图和以下【具体实施方式】中。虽然本公开中提供的实施方式仅在车辆系统或内燃机系统方面来主要描述，但是本文所提供的构思可应用于其他类型的能量存储系统或者实施能量存储系统的其他系统。通过【具体实施方式】、附图和权利要求书，其它特征、方面和优点将变得显而易见。应注意，以下图的相对尺寸可能不按比例绘制。 【附图说明】 图1是示出在内燃机系统内实施的能量存储系统的实施方式示意框图。 图2是示出控制器的实施方式的系统框图。 图3是示出用于一组电容器的平衡电路的实施方式的示意图。 图4是示出根据实施方式的操作能量存储系统的方法的流程图。 图5是示出根据实施方式的操作能量存储系统的方法的流程图。 图6是示出根据实施方式的随温度的函数变化的电容器电压的曲线图。 各个附图中的相同的参考标号和标记指示相同的元件。 【具体实施方式】 本专利技术的实施方式涉及用于管理电容器系统在劣化状态下操作的系统和方法。在一些实施方式中，电容器系统包括一个或多个电容器，其中多个电容器被布置成电容器组或集。本文中所描述的本专利技术的实施方式可包括用于管理可向车辆(诸如汽车或卡车)提供基于电容器的电力的有效操作的系统和方法。例如，所述装置可包括一组或多组电容器并被配置为将启动发动机电力提供给汽车或卡车。在一个实施方式中，装置被配置为仅具有电容器并连接到将充电电力提供给电容器的一个或多个车载电池。在另一个实施方式中，装置本身包括可安装到汽车或卡车的一个集成单元中的电池和电容器。集成单元可通过将其连接到车辆的起动机而将充电电力提供给车辆。 在一个实施方式中，电容器系统可被配置为不仅操作在完全加电状态(poweredstate)，而且也操作在劣化加电状态，其中，系统内的电容器未被充电到其全电位。系统可响应于检测的可能造成电容器系统损坏的危险性增加事件将电容器充电到降低的加电状态。例如，系统在一个活多个监控装置或系统内被检测的装置是无功能的或部分发挥功能时可进入其中仅电容器仅被充电到其满容量的百分比的劣化状态。作为一个实例，如果装置内的温度传感器发生故障时，系统可能仅将组内的电容器充电至其满额定充电电位的90%。因为某些类型的电容器在较低电压下更耐受高温，这可防止系统过热。 在另一个实施方式中，电容器本身可以是无功能的或部分发挥功能，也导致在劣化加电状态下操作该系统的确定。在一些实施方式中，由于其它条件(诸如温度)，电容器在降低的加电状态下将经历较低故障率。出于这个原因，电容器系统可包括一个或多个软件、固件、或被配置为检测和操作劣化状态下的电容器系统的硬件模块，其中，电容器在非正常情况下被充电到低于其最大额定电压的电压。例如，系统可被配置为检测与基于电容器的充电系统相关的条件并基于该检测采取动作。在一些实施方式中，动作可以是调整在充电电容器系统中的一个或多个电容器时所使用的目标电压。 系统还可向用户或驾驶员提供关于所检测的条件和/或相对条件所采取的动作的反馈或通知。在一些实施方式中，一个或多个电容器的目标电压可被调整到较低操作电压，其允许电容器系统在劣化状态下操作，同时仍然对另一装置提供至少部分功能。例如，较低操作电压可允许电容器系统向商用卡车中的起动电机提供起动发动机系统的至少足够电力。然而，在劣化状态操作期间提供给起动电机的电量可被选择为使得它将劣化状态操作通知驾驶员。例如，在劣化状态操作中，响应于特定事件，电容器系统可被设置为将电容器充电到其正常目标电压的90 %。该充电量仍然可运转卡车起动电机，但比电容器系统在其全状态下运行的时候更慢。起动电机的这种较慢转动，或其“发声签名”的相应改变会被驾驶员检测到，该驾驶员因此被通知电容器系统正操作在劣化状态下。 在一些实施方式中，额外动作或输入的请求可被提供以响应于对驾驶员的反馈或通知。例如，输入或额外动作的请求可重新设置本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量存储系统，包括：电容器系统，包括一个或多个电容器；充电电路，被配置为将所述电容器系统充电到第一目标电压；以及控制器，被配置为检测第一条件并响应于所述第一条件被编程为指示所述充电电路以将所述电容器系统充电到小于所述第一目标电压的第二目标电压，并提供所述电容器系统正在劣化状态下操作的通知。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.15 US 61/560,221;2011.11.15 US 61/560,2271.一种能量存储系统，包括: 电容器系统，包括一个或多个电容器； 充电电路，被配置为将所述电容器系统充电到第一目标电压；以及控制器，被配置为检测第一条件并响应于所述第一条件被编程为指示所述充电电路以将所述电容器系统充电到小于所述第一目标电压的第二目标电压，并提供所述电容器系统正在劣化状态下操作的通知。2.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述电容器系统包括约200法拉到约2500法拉的范围之间的电容。3.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述控制器被配置为基于所述第一条件的类型选择所述第二目标电压的值。4.根据权利要求3所述的能量存储系统，其中，所述第一条件的所述类型是所述电容器系统内的破损电线和短路电线中的至少一种。5.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述电容器系统包括被配置为检测所述第一条件的至少一个传感器，所述传感器被配置为向所述控制器传输所述第一条件。6.根据权利要求5所述的能量存储系统，其中，所述传感器被定位在电容器上以检测所述电容器的温度条件。7.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述电容器系统包括包含多个电容器的电容器组。8.根据权利要求7所述的能量存储系统，还包括:被配置为相对于彼此平衡多个电容器输出电压的平衡电路，各个电容器输出电压延伸在所述多个电容器中的各个电容器两端。9.根据权利要求7所述的能量存储系统，其中，所述第一目标电压被定义所述电容器组两端的总电压。10.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述充电电路被配置为输出恒定电流。11.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述充电电路包括DC到DC转换器。12.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，第二操作电压大于或等于足以激活用于内燃机的起动机的电压。13.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述通知包括连接到所述能量存储系统的附加系统中的可检测的降低性能。14.根据权利要求13所述的能量存储系统，其中，所述通知包括所述附加系统内的起动机的性能的可听见的可检测变化。15.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述通知包括被配置为从所述控制器接收离散输出的指示装置。16.根据权利要求15所述的能量存储系统，其中，所述指示装置被配置为提供指示灯或声音。17.根据权利要求1所述的能量存储系统，其中，所述控制器被配置为检测所述一个或多个电容器的温度。18.根据权利要求17所述的能量存储系统，其中，所述控制器被编程为当检测出的温度条件介于较高温度条件与较低温度条件之间时将所述第一目标电压调整到作为温度的线性函数变化的第三目标电压。19.根据权利要求18所述的能量存储系统，其中，所述控制器被配置为当检测出的温度条件是小于或等于所述较低温度条件和大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·大卫·怀特，约翰·迈克尔·米勒，罗伯特·肖恩·林德斯，
申请(专利权)人：麦斯韦尔技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US